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錐計画に基づく非負システムの制御理論構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K04200
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21040:制御およびシステム工学関連
研究機関九州大学 (2019-2021)
京都大学 (2018)

研究代表者

蛯原 義雄  九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (80346080)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード錐計画 / 非負システム / 制御系の解析と設計 / 凸最適化
研究成果の概要

本研究では,錐計画に基づいた線形非負システムの解析・設計理論の先鋭化を目的とした.一般の(非負とは限らない)線形システムの解析を行う上では,半正定値行列で構成される錐上の最適化問題である半正定値計画が有効であることがよく知られている.しかしながら,非負システムの解析を行う上では,その非負性から,共正値行列で構成される錐上の最適化問題である共正値計画を採用するほうが自然であると考えられる.本研究ではこのような観点からおもに共正値計画に基づく非負システムの解析条件・設計条件を導出した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

非負システムとは,非負の入力と非負の初期状態に対して,状態と出力が常に非負になるという性質を有する動的システムである.このような入力・状態・出力の非負性は,資源,エネルギー,製品,化学物質といった“負の値を取り得ない物理量”のやりとりを表すダイナミクスにおいて普遍的に現れる.本研究ではとくに,非負値信号の取り扱いにおいて有効であるものの,制御理論分野ではあまりその有用性が知られていない共正値計画という特殊な最適化問題を利用し,非負システムの解析と設計に関して理論的な成果を獲得した.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] LAAS-CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] LAAS CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] The University of Hong Kong(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] LAAS-CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] The University of Hong Kong(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 非負値入力に対するL2 誘導ノルムの解析と 再帰型ニューラルネットワークの安定性解析への応用2022

    • 著者名/発表者名
      本岡駿人, 蛯原義雄
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: 35 ページ: 29-37

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] l2 induced norm analysis of discrete-time LTI systems for nonnegative input signals and its application to stability analysis of recurrent neural networks2021

    • 著者名/発表者名
      Ebihara Yoshio、Waki Hayato、Magron Victor、Mai Ngoc Hoang Anh、Peaucelle Dimitri、Tarbouriech Sophie
    • 雑誌名

      European Journal of Control

      巻: 62 ページ: 99-104

    • DOI

      10.1016/j.ejcon.2021.06.022

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 離散時間非負システムの<i>l<sub>q</sub></i>/<i>l<sub>p</sub></i> Hankelノルム解析2021

    • 著者名/発表者名
      SHIGA Ryosuke、KATO Teruki、EBIHARA Yoshio、HAGIWARA Tomomichi
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 57 号: 3 ページ: 128-137

    • DOI

      10.9746/sicetr.57.128

    • NAID

      130007999604

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Input-output gain analysis of positive periodic systems2021

    • 著者名/発表者名
      Zhu Bohao、Lam James、Ebihara Yoshio
    • 雑誌名

      International Journal of Robust and Nonlinear Control

      巻: 31 号: 8 ページ: 2928-2945

    • DOI

      10.1002/rnc.5438

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Analysis of Positive Systems Using Copositive Programming2020

    • 著者名/発表者名
      Kato Teruki、Ebihara Yoshio、Hagiwara Tomomichi
    • 雑誌名

      IEEE Control Systems Letters

      巻: 4 号: 2 ページ: 444-449

    • DOI

      10.1109/lcsys.2019.2946620

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Lq/Lp Hankel Norms of Positive Systems2020

    • 著者名/発表者名
      Ebihara Yoshio、Zhu Bohao、Lam James
    • 雑誌名

      IEEE Control Systems Letters

      巻: 4 号: 2 ページ: 462-467

    • DOI

      10.1109/lcsys.2019.2952622

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 離散時間線形時不変システム解析のための外部非負システムの構成と低次元化2019

    • 著者名/発表者名
      Ebihara Yoshio、Sebe Noboru、Masubuchi Izumi、Waki Hayato、Kanno Masaaki、Tsubakino Daisuke
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: 32 号: 7 ページ: 284-293

    • DOI

      10.5687/iscie.32.284

    • NAID

      130007728846

    • ISSN
      1342-5668, 2185-811X
    • 年月日
      2019-07-15
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] H2 Analysis of LTI Systems via Conversion to Externally Positive Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Ebihara Yoshio
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Automatic Control

      巻: 63 号: 8 ページ: 2566-2572

    • DOI

      10.1109/tac.2017.2767704

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] l2 Induced Norm Analysis of Discrete-Time LTI Systems for Nonnegative Input Signals and Its Application to Stability Analysis of Recurrent Neural Networks2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Ebihara, H. Waki, V. Magron, N. H. A. Mai, D. Peaucelle, and S. Tarbouriech
    • 学会等名
      European Control Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] l2 Induced Norm Analysis of Discrete-Time LTI Systems for Nonnegative Input Signals and Its Application to Stability Analysis of Recurrent Neural Networks2021

    • 著者名/発表者名
      Ebihara Yoshio, Waki Hayato, Magron Victor, Mai Hoang, Peaucelle Dimitri, Tarbouriech Sophie
    • 学会等名
      The 18th European Control Conference
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 離散時間リフティングと IQC に基づく Lur’e 系のロバスト性能解 析2021

    • 著者名/発表者名
      加藤光樹,蛯原義雄,萩原朋道
    • 学会等名
      第 8 回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] The Hankel-type Lq/Lp Induced Norms of Positive Systems Across Switching2020

    • 著者名/発表者名
      Ebihara Yoshio, Peaucelle Dimitri, Arzelier Denis
    • 学会等名
      The 21th IFAC World Congress
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] L1-induced Norm Analysis of Positive Systems and Its Application2019

    • 著者名/発表者名
      Ebihara Yoshio
    • 学会等名
      計測自動制御学会制御部門研究賞(木村賞)受賞記念講演 (実施されず)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Control Synthesis under Positivity Constraint: Beautiful Results and Challenging Issues2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Ebihara
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Positive Systems (POSTA2018), Hangzhou, China
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] L1-Induced Norm Analysis of Positive Systems and Its Application to Stabilization of Large Scale Interconnected Positive Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Ebihara
    • 学会等名
      The 57th IEEE Conference on Decision and Control, Miami Beach, FL, USA
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] H2 State-Feedback Synthesis under Positivity Constraint: Upper and Lower Bounds Computation of the Achievable Performance2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Ebihara
    • 学会等名
      The 16th European Control Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] Homepage of Yoshio Ebihara

    • URL

      https://ctrl.ees.kyushu-u.ac.jp/~ebihara/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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